上海有機(jī)所發(fā)布天然產(chǎn)物與生物來源圖譜數(shù)據(jù)庫NPBS Atlas
在人類與疾病抗?fàn)幍臍v史中，大自然一直是最偉大的“藥學(xué)家”。從拯救了無數(shù)生命的青霉素，到抗擊瘧疾的“中國神藥”青蒿素，再到經(jīng)典的抗癌藥物紫杉醇和鎮(zhèn)痛基石嗎啡，這些里程碑式的藥物都有一個(gè)共同的起源——天然產(chǎn)物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，超過50% 的上市小分子藥物都直接或間接源自天然產(chǎn)物或其化學(xué)結(jié)構(gòu)啟發(fā)。這些由植物、動(dòng)物、微生物在億萬年的進(jìn)化中淬煉出的天然分子，擁有著人工合成難以企及的復(fù)雜結(jié)構(gòu)與強(qiáng)大生物活性，是創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)的不竭源泉。
近日，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所化學(xué)數(shù)據(jù)中心發(fā)布了天然產(chǎn)物與生物來源圖譜數(shù)據(jù)庫——NPBS Atlas（Journal of Cheminformatics2025,17, 172）。NPBS Atlas是一個(gè)全新開放的天然產(chǎn)物數(shù)據(jù)資源，收錄了超過21萬種已知的天然產(chǎn)物，旨在打通天然產(chǎn)物與其生物來源之間的信息壁壘，繪制一幅完整的天然產(chǎn)物與生物來源關(guān)系圖譜，讓研究人員能夠從生態(tài)、分類和傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)等生物背景出發(fā)，前所未有的系統(tǒng)性探索自然界的化學(xué)多樣性（https://biochemai.cstspace.cn/npbs/）。
在NPBS Atlas數(shù)據(jù)庫中：
·?植物是天然產(chǎn)物的最主要來源，占據(jù)了總數(shù)的67%，印證了其在傳統(tǒng)藥物利用中的歷史地位；
·?3,520種天然產(chǎn)物同時(shí)存在于植物和真菌中，揭示了跨物種的代謝相似性，這可能源于趨同進(jìn)化或生態(tài)互作關(guān)系；
·?在動(dòng)物來源的天然產(chǎn)物中，海洋生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)了高達(dá)77%的化合物，其中海綿類生物表現(xiàn)尤為突出，顯示了海洋生物在化學(xué)防御機(jī)制上的獨(dú)特進(jìn)化；
·?從應(yīng)用角度看，53%的植物源天然產(chǎn)物與傳統(tǒng)中藥明確關(guān)聯(lián)，為中醫(yī)藥現(xiàn)代化研究提供了寶貴資源；
·?真菌來源的化合物在類藥性評估中表現(xiàn)卓越，超過半數(shù)達(dá)到了成藥性標(biāo)準(zhǔn)（QED > 0.5），展現(xiàn)出巨大的開發(fā)潛力；
·?細(xì)菌來源的天然產(chǎn)物雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜度較高（SA Score > 5），但其生物活性注釋率位居首位（17%），涵蓋了抗炎、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)等多種活性，為創(chuàng)新藥物研發(fā)提供了豐富的候選分子。
這些系統(tǒng)的分析不僅描繪了天然產(chǎn)物在生物界中的分布圖譜，更為未來定向挖掘具有特定生物活性的天然分子提供了科學(xué)依據(jù)。
本工作主要由上海有機(jī)所化學(xué)數(shù)據(jù)中心徐挺軍副研究員，在中心主任薛小松研究員的大力支持下完成。數(shù)據(jù)庫建設(shè)得到了國家自然科學(xué)基金委、國家基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心和中國科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目的資助。中心將持續(xù)更新NPBS Atlas數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)內(nèi)容和覆蓋范圍，并推出更豐富的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)服務(wù)功能，敬請期待。
數(shù)據(jù)庫訪問地址：
https://biochemai.cstspace.cn/npbs/
數(shù)據(jù)庫論文信息：
Tingjun Xu et al. NPBS Atlas: a comprehensive data resource for exploring the biological sources of natural products. Journal of Cheminformatics, 2025, 17, 172. https://doi.org/10.1186/s13321-025-01116-y
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